SPI总线终止问题


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我一直在一个OMAP Linux SPI主设备与6个SPI从设备外围设备(5个A / D转换器和单个磁力计)交互的项目中进行工作。

我可以设置SPI时钟频率,并尝试了50 kHz,100 kHz和1MHz。

我附上了一个接线图/电路板图,显示了SPI主设备和所有外设的长度。在我的实验案例中,与主机之间的SPI总线长度(所有导线长度)约为970mm。

在此处输入图片说明

我发现的问题是,当我在总线上添加更多其他外围设备时,与1个外围设备的通信失败。即使通讯通过总线远端的磁力计,与另一侧的A / D转换器的通讯也会失败,直到卸下磁力计线束根,然后A / D部分恢复。

我在这里做了一些阅读: SPI总线端接注意事项, 以及: 短距离板对板通信

建议将RC LPF放置在靠近任何驱动节点的位置,因此SCLK和MOSI分别位于主机侧和我的6x MISO / SOMI信号中的每一个。我已经看到针对具有47pF / 27R RC网络的USB采取的类似方法。我的意图是在我的电路上尝试此操作,以减少快速的〜100nsec边缘跃变。

这是添加RC LPF时遵循的正确程序吗?这似乎真的很动摇,是否有更好的做法?我看到了TI的一份应用笔记,他们在讨论如何将SPI扩展到更长的总线距离,这是一个合适的解决方案,还是我的问题仅仅是高速边缘过渡产生的高频谐波之一? http://www.ti.com/lit/an/slyt441/slyt441.pdf

谢谢,尼克

磁力计进行干净的CLK / MISO测量

测量CLK信号的时钟转换时间

此MISO线(通道1)是否显示反射? 楼梯情况下,水平看起来并不数字化,这是思考


您是否可以添加串联电阻器并更改接线?
efox29

嗨,efox29,是的,但是有点脏。我的SPI主设备位于安装在子板上的SOM上。我的意图是减少SCK和MOSI的走线,并使用环氧树脂/胶水分别安装330-ohm / 47pF 0603/0805 RC,并在A / D和磁力计板上做类似MISO的操作。我将尝试使GND根线尽可能地接近GND焊盘或平面。坚持下去,直到我听到更多回音,但计划明天尝试。我没有能力将SPI更改为菊花链或其他任何形式。无论如何都做不了什么,董事会的需求是相反的。
shraken 2015年

您的系统如何以50Khz等较慢的时钟运行?您正在使用什么微控制器?
efox29

我建议先从SCK行开始,然后再将Rs和Cs添加到其他行。毕竟,边缘仅在时钟线上起作用,而其他线路则更能容忍反射。
alex.forencich 2015年

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有了这样的问题,问题就在于边缘压摆率,而不是时钟频率。如果您看到与时钟频率无关的相同问题,那么快速边沿就是问题,需要放慢速度。
alex.forencich 2015年

Answers:


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没有所有的细节很难回答这个问题,但是这里是一个普遍的问题,我认为这可能也是该站点更有用的答案。

多节点网络应该始终被模拟。他们是如此难以预测。大约花了3分钟时间,您的设计才可能不是最佳的。

这是从主设备到所有从设备的时钟的仿真设置(值只是粗略的估计,如果您在构建任何东西之前就这样做的话就是这种情况):

在此处输入图片说明

以及生成的模拟图(我们忽略什么是什么,单位等,因为显然不值得构建):

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首先想到的是所有输入的菊花链和一个简单的并行终端。如果需要,可以采用掠过方案。在模拟设置中如下所示:

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结果图看起来好多了:

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如果您可以忍受戴维宁终端的功耗增加以及各种设备的时钟输入上的电压摆幅减小的问题(……(只有您知道实际的限制)……)那么这种变化实际上值得建造。

还有其他可行的解决方案,但关键是要了解多节点网络不容易预测。在您进行构建之前,这里进行的5分钟仿真可以节省大量时间。不幸的是,这种类型的模拟器并不便宜。

我在这里使用Cadence SigXplorer。通常免责声明适用:我确实在讲授信号完整性课程,并且经常获得这些课程的Cadence或Mentor赞助商软件许可。


您正在使用什么软件来模拟传输线?
efox29

@ efox29 Cadence SigXplorer和Mentor Hyperlynx。
Rolf Ostergaard

@nickishere(OP)这是否回答了您的问题?
罗尔夫·奥斯特加德

您好Rolf,感谢您抽出宝贵的时间对此电路进行仿真,非常感谢。我将不得不研究Cadence SigXplorer并进行定义。下次我使用这辆大型巴士时,请寻找类似的工具。我将您的答案标记为最正确和最正确的答案。但是,我必须说我确实凭经验使用了该拓扑,所以我不能说它可行。
shraken 2015年
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